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記憶機能低下に伴う脳波位相同期のメカニズム解明とアルツハイマー病早期発見への応用

阐明脑电图相位同步与记忆功能衰退相关的机制及其在阿尔茨海默病早期检测中的应用

基本信息

批准号：
12J06625
负责人：
小川雄太郎
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は脳波信号からアルツハイマー病患者に特異的な特徴を見出し，アルツハイマー病の早期診断指標を構築するために必要な生理学的知見を得ることにある．本研究では，脳波位相同期現象に着目し研究を進める計画を立てた．離れた脳部位で測定される脳波の位相が同期する現象を脳波位相同期現象と呼ぶ．この脳波位相同期現象は短期記憶能力の高いヒトほど強い同期が観測されることが知られている．また，疾患との関連では，アルツハイマー病患者において記憶機能の低下とともに脳波位相同期現象の低下が指摘されている．しかしながら、脳波位相同期現象の測定を用いた診断手法の確立に際しては，短期記憶に伴う神経の発火活動から脳波位相同期へいたるまでのメカニズムが不明である問題が挙げられる．そこで初年度にアルツハイマー病患者に特徴的な脳波の変化を再現する脳波発生数理モデルを構築した．さらに昨年度はパーティクルフィルタと呼ばれる手法を用いて脳波データから数理モデルの生理学的パラメータを推定する手法を構築し発表した．本年度は変分ベイズ法と呼ばれる手法を用いてこれまでのパーティクルフィルタを用いた手法よりもより高精度に脳波信号の背後にある数理モデルの生理学的パラメータを推定する手法を構築した．本年度はさらに，脳波位相同期現象のメカニズムを物理学的に探る手法を考案した．縮約と呼ばれる数理モデルの簡易化手法を用いて脳波発生数理モデルを変換し，さらに確率微分方程式を解くことにより脳波発生数理モデルから位相同期強度を数学的に導出する手法を考案した．この成果から短期記憶時のドパミンによるSN比向上が，短期記憶時に測定される脳波位相同期現象を再現するのに重要であることが示唆された．

The purpose of this study is to identify the specific characteristics of patients with chronic obstructive pulmonary disease and to construct the necessary physiological knowledge for early diagnosis of chronic obstructive pulmonary disease. This study aims to investigate the phase synchronization phenomenon of the wave. The phase synchronization phenomenon of the wave is detected at the position of separation. This phenomenon of wave phase synchronization is the high level of short-term memory ability, and the strong level of synchronization is the high level of short-term memory ability. The disease is related to the decrease in memory function and the decrease in wave phase synchronization. The determination of the phase synchronization phenomenon in the short term memory is a problem of uncertainty. In the early years of the disease, the characteristics of the disease were analyzed, and the wave generation mathematical model was constructed. In the past year, the number of people in the United States and the number of people in the United States have increased. This year, we have developed a new method for estimating the physiological parameters of a high-precision microwave signal. This year, the wave phase synchronization phenomenon is investigated. The simplified method of reducing the number of mathematical parameters is to use the method of wave generation mathematical parameter transformation to solve the differential equation of accuracy, wave generation mathematical parameter transformation, phase synchronization intensity mathematical derivation. The results show that the SN ratio of short-term memory is higher than that of short-term memory, and the phase synchronization phenomenon of short-term memory is important.